发布时间 : 星期一 文章汽车的转向系统更新完毕开始阅读dea3c23c33687e21ae45a962
姓名： 朱 小 飞 学号： 111841146 班级： 机 1141 指导老师： 苏 荭
汽车的转向系统
内容摘要：汽车的转向系统的性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性 能直接影响到汽车的操纵稳定性，它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。国内外转向系统的研究发展，介绍各转向系统的结构原理及其关键技术并提出汽车转向系的发展趋势。如何合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，始终是设计人员的重要研究课题。在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。通过大量的数据及实践我们找到了各种转向系统的优劣，但汽车转向系统每一次的变革都使整车的操控性、安全性上升了一个高度。 关键词：转向系统 电动助力转向 工作原理 转向系统的故障诊断
汽车转向系统的概述： 汽车行驶中，驾驶员通过操纵转向盘，经过一套传动机构，使转向轮在路面上偏转一定的角度来改变其行驶方向，确保汽车稳定安全的正常行驶。能使转向轮偏转以实现汽车转向的一整套机构称为汽车转向系。在现代汽车上，转向系统是必不可少的最基本的系统之一，它也是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设
计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同的驾驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。因此，转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性。汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。 机械转向系统：完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。 动力转向系统：借助动力来操纵的转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。
各时期汽车转向系发展情况： 传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。 随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。 液压助力系统HPS（Hydraulic Power Steering）是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。
近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也愈来愈多地采用电子器件。转向系统因此进入了电子控制时代，相应的就出现了电液助力转向系统。电液助力转向可以分为两类 ：电动液压助力转向系统EHPS（Electro-Hydraulic Power Steering）和电控液压助力转向ECHPS（Electronically Controlled Hydraulic Power Steering）。电动液压助力转向系统是在液压助力系统基础上发展起来的，与液压助力系统不同的是，电动液压助力系统中液压系统的动力来源不是发动机而是电机，由电机驱动液压系统，节省了发动机能量，减少了燃油消耗。电控液压助力转向也是在传统液压助力系统基础上发展而来，它们的区别是，电控液压助力转向系统增加了电子控制装置。电子控制装置可根据方向盘转向速率、车速等汽车运行参数，改变液压系统助力油压的大小，从而实现在不同车速下，助力特性的改变。而且电机驱动下的液压系统，在没有转向操作时，电机可以停止转动，从而降低能耗。 为了规避电液助力转向系统的缺点，电动助力转向系统EPS（Electric Power Steering）便应时而生。它与前述各种助力转向系统最大的区别在于，电动助力转向系统中已经没有液压系统了。原来由液压系统产生的转向助力由电动机来完成。 现如今在某些概念车上又有了一种电子转向系统。它取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，改而由方向盘模块、转向执行模块和主控制器ECU三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成。其发展前景非常可观。电动助力转向系统对操纵稳定性的影响 关于衡量转向操纵稳定性的指标有不少，有些文献中提到了包括转向灵敏度、转向系统刚度、转向路感和回正性能等。但是这些指标或是针对机械转向系统或液压转向系统，或是针对汽车操纵稳定性来说，对于装有电动助力转向系统的汽车转向操纵性能却没有提出一个明确的评价指标。还在一些文献中队EPS系统的性能评价进行了探讨，提出了包括转向轻便性、转向回正性、转向盘中间位置性能、随动灵敏性、助力性能在内的评价指标。但是没有从理论上具体推出这些评价指标的表达式。 一个操纵性能良好的转向系统，应满足以下要求：（1）路感合适；（2）转向灵敏；（3）具有较好的操纵稳定性。
转向系统简介及工作原理： 机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了汽车的行
驶方向。这里，转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。 电动液压助力转向系统EHPS(electro-hydraulic power steering)的组成及工作原理 液压动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加装一套转向加力装置而成的。以齿轮齿条式转向器为基础的液压动力转向系统为例，来说明其工作原理。
电子控制动力转向系统SBW(Steer-By-Wire) 动力转向系统由于使转向操纵灵活、轻便，在设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性增大，能吸收路面对前轮产生的冲击
等优点，因此动力转向系统在中型载货汽车、尤其在重型载货汽车上得到广泛使用。但传统的动力转向系统所具有的固定放大倍率不能随汽车不同工况予以调整，其助力作用不协调。电子控制的动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；在中高速区域转向时，能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，提高了高速行驶的操纵稳定性。发动机前置前轮驱动的轿车，其前轴负荷的增加影响转向轻便性的问题，所以电子控制动力转向系统被逐步移置到轿车上，这样不仅能很好地解决转向轻便与转向灵活的矛盾，还能提高行驶安全性和舒适性。
电子控制动力转向系统的组成与分类： 电子控制动力转向系统，根据动力源不同可分为液压式电子控制动力转向系统(称为EHPS)和电动式电子控制动力转向系统，亦称ECPS)。 EHPS 是在传统的液压动力转向系统的基础上增设控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等。电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低车速时的转向助力要求。根据控制方式不同，将EHPS分为三类：流量控制式、反力控制式和阀灵敏度控制式。 EPS 是在传统的电子控制动力转向系统的组成与分类 电子控制动力转向系统，根据动力源不同可分为液压式电子控制动力转向系统(称为EHPS)和电动式电子控制动力转向系统，亦称ECPS)。 EHPS 是在传统的液压动力转向系统的基础上增设控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等。电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低车速时的转向助力要求。根据控制方式不同，将EHPS分为三类：流量控制式、反力控制式和阀灵敏度控制式。 EPS 是在传统的机械式转向系统的基础上，利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机转矩的方向和大小。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。按照转向助力机构位置的不同，将EPS 分为三类：转向轴助力式，转向齿轮助力式和齿条助力式。电子控制系统的结构特点 电子转向系统取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，改而由方向盘模块、转向执行模块和主控制器ECU三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成。
汽车转向系统的故障诊断 ：一，汽车行驶中，驾驶员向左、右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉重，甚至打不动。 转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有： ①转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。 ②转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准，应校正车轴和车架，并重新调整转向轮定位。 ③转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧，应予调整。 ④转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小，应予调整。 ⑤转向器缺油或无油，应按规定添加润滑油。 ⑥转向器壳体变形，应予校正。 ⑦转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦，应予修理。 ⑧转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油，应予调整或添加润滑脂。 ⑨转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油，或转向节止推轴承缺油，应予调整或添加润滑脂等。二，转向盘自由行程过大又可称为转向不灵敏。 故障现象 汽车保持直线行驶位置静止不动时，转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大，需用较大的幅度转动转向盘，方能控制汽车的行驶方向；而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。 故障主要原因及处理方法 转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中—处或多处的配合因装配不当、磨损等原因造成松旷。具体原因主要有： ①转向器主、从动啮合部位间隙过大
或主、从动部位轴承松旷，应予调整或更换。 ②转向盘与转向轴连接部位松旷，应予调整。 ③转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷，应予调整。 ④纵、横拉杆球头连接部位松旷，应予调整或更换。 ⑤纵、横拉杆臂与转向节连接松旷，应予调整或更换。 ⑥转向节主销与衬套磨损后松旷，应予更换。 ⑦车轮轮毂轴承间隙过大，应予更换等。 造成转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中—处或多处连接的配合间隙过大，诊断时，可从转向盘开始检查转向系各部件的连接情况，看是否有磨损、松动、调整不当等情况，找出故障部位。
汽车电子化已成为当前的热点，电子信息技术和汽车制造技术逐步走向融合，电子技术让汽车转向系统到达一个新的领域。随着未来汽车市场的快速发展和汽车电子价值含量的迅速提高，我国汽车电动转向系统将形成巨大经济规模效应。可以预料，随着我国汽车技术的进步，汽车电子新技术必将会得到越来越广泛的应用，国产汽车电动转向系统也必将走向成熟。虽然要赶上国际汽车的最高水平还有一段路要走，但将来在世界汽车技术尤其是汽车电动转向系统这一领域，我国必定占有一席之地。